内容正文:
第2讲 阿伏加德罗定律
重难目标
1.掌握阿伏加德罗定律核心内容,熟记同温同压、同温同容、同温同压同体积三类核心推论,理清气体体积、压强、物质的量、分子数目、摩尔质量、密度之间定量换算关系。
2.理解“四同定一同”判定逻辑,能结合温度、压强变量,区分单一变量、双变量气体体系,准确判断不同气体物理量比例关系。
3.运用分类思想拆解混合气体、反应前后气体体积变化、气体相对分子质量计算等综合情境,结合化学方程式定量计算,完成气体压强、体积、密度相关推导与计算。
考情分析
在近几年高考试卷中,阿伏加德罗定律相关考题常融合气体计算、化学平衡、气体制备综合考查,在气体定量类考点中占比约 35%~45%,是气体化学计算高频核心考点,命题具备以下特征:
载体实用化:多结合气体制备实验、工业气体分离、气体参与的可逆反应、燃烧定量分析等真实化学场景命题。
条件限定严谨化:题干明确标注恒温恒压、恒温恒容、标准状况等外界条件,搭配 “等体积”“等质量”“等物质的量” 等量限定信息。
逻辑推导隐蔽化:易设置反应前后气体分子数改变、混合气体平均密度、相对密度换算、不同气体摩尔质量对比等推导类陷阱,极易忽略温度、压强对气体体积的影响。
一、气体摩尔体积
1.在标准状况下的气体摩尔体积
(1)1个条件:必须为标准状况。非标准状况下,1 mol气体的体积不一定是22.4 L。因此在使用气体摩尔体积时。一定要看清气体所处的状态。
(2)1种状态:必须为气体,且任何气体均可,包括混合气体。如水、酒精、汽油、CCl4等物质在标准状况下不是气体。
(3)2个数据:“1 mol”“约22.4 L”。
2.气体摩尔体积的计算
①气体的物质的量n=。
②气体的密度ρ===。
③气体的微粒数N=n·NA=·NA。
④气体的质量m=n·M=·M。
3.求解气体摩尔质量“五”方法
(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=。
(2)根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA):M=。
(3)根据标准状况下气体的密度ρ: M=ρ×22.4(g·mol-1)。
(4)根据同温同压下气体的相对密度(D=ρ1/ρ2):M1/M2=D。
(5)对于混合气体,求其平均摩尔质量,上述计算式仍然成立;还可以用下式计算:M=M1×a%+M2×b%+M3×c%……a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。
二、阿伏加德罗定律及其推论
相同条件
结论
公式
语言叙述
同温同压
==
同温同压下,体积比等于物质的量之比,等于分子数之比
同温同容
==
同温同容下,压强比等于物质的量之比,等于分子数之比
同温同物质的量
=
同温同物质的量下,压强比等于体积的反比
同温同压
=
同温同压下,密度比等于摩尔质量之比
同温同压同体积
=
同温同压下,体积相同的气体,其摩尔质量与质量成正比
题型01 气体摩尔体积及相关计算
【典例1】(2025-2026高一上·安徽阜阳·期中)①标准状况下,6.02×1023个分子所占的体积约是22.4 L
②0.5 mol H2所占体积为11.2 L
③标准状况下,1 mol H2O的体积为22.4 L
④标准状况下,28 g CO与N2的混合气体的体积约为22.4 L
⑤各种气体的气体摩尔体积都约为22.4 L/mol
A.①③⑤ B.④ C.②④ D.①④
【对练1】下列说法中正确的是( )
A.在标准状况下,1 mol水的体积是22.4 L
B.1 mol任何气体体积均为22.4 L
C.在标准状况下,0.3 mol N2和0.7 mol O2混合气体总体积约为22.4 L
D.通常状况下,1 mol N2的体积约为22.4 L
【对练2】设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.标准状况下,11.2 L H2O含有的分子数为0.5NA
B.0.5 mol氯气在标准状况下的体积约为22.4 L
C.在常温常压下,11.2 L N2含有的分子数为0.5NA
D.25 ℃、1.01×105 Pa,48 g O3中含有的氧原子数为3NA
题型02 阿伏加德罗定律及其推论
【典例2】(25-26高一上·河北承德金科大联考·期中)室温下,向活塞可移动的密闭容器两侧分别充入和、的混合气体(已知的体积占容器总容积的),如图所示。将、的混合气体点燃引爆,活塞先左弹,恢复至室温过程中活塞向右滑动,最终两侧气体体积比为。下列说法错误的是
A.反应前,活塞左侧气体与右侧气体总物质的量之比为
B.反应前,右侧和的分子数之比为
C.反应前后,容器内压强之比为
D.若反应前的体积占容器总容积的,则点燃引爆并恢复至室温后,两侧气体体积可能相等
【对练1】如图所示,相同状况下,分别用氯化氢和四种不同的混合气体吹出体积相等的五个气球。A、B、C、D四个气球中所含原子数与氯化氢气球中所含原子数一定相等的是( )
【对练2】(25-26高一上·重庆渝东九校·期中)相同条件下,在两个容积相同的容器中,一个盛有气体,另一个盛有和的混合气体。两容器内的气体一定具有相同的
A.原子数 B.分子数 C.质量 D.电子数
1.(25-26高一上·河北唐山玉田县·期中)相同状况下,相同质量的下列气体所占体积最大的是
A. B. C. D.
2.下列说法正确的是( )
A.32 g O2所占的体积约为22.4 L
B.22.4 L N2含有阿伏加德罗常数个氮气分子
C.在标准状况下,22.4 L水的质量约为18 g
D.22 g二氧化碳与标准状况下11.2 L HCl含有相同的分子数
3.在同温同压下,相同体积的甲、乙两种气体的质量比是17∶14。若乙气体是CO,则甲气体可能是( )
A.H2S B.HCl
C.NH3 D.Cl2
4.(24-25高一上·江苏南通中学·期中)雷雨天闪电时空气中有生成。下列说法正确的是
A.标准状况下与含有相同的分子数
B.与的相互转化是物理变化
C.转化为时分子总数增多
D.等质量的和含有相同的质子数
5.同温同压下等质量的SO2气体和CO2气体,下列有关比较的叙述正确的是( )
①密度比为16∶11 ②密度比为11∶16 ③体积比为16∶11 ④体积比为11∶16
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
6.用NA表示阿伏加德罗常数,下列物质中所含分子数最多的是( )
A.1 g H2 B.2 mol Cl2
C.1.5NA CO2 D.22.4 L(标准状况)O2
7.在一个密闭容器中盛有11 g X气体(X的摩尔质量为44 g·mol-1)时,压强为1×104 Pa。如果在相同温度下,把更多的气体X充入容器,使容器内压强增至5×104 Pa,这时容器内气体X的分子数约为( )
A.3.3×1025 B.3.3×1024
C.7.5×1023 D.7.5×1022
8.(25-26高一上·山西大同灵丘豪洋中学等校·期中)在标准状况下有①6.72,②个分子,③,④。下列对这四种气体的关系描述错误的是
A.体积:②>③>①>④ B.原子数:②>③>④>①
C.质量:②>③>①>④ D.密度:①>④>③>②
9.在两个密闭容器中,分别充有质量相等的甲乙两种气体。若两容器的温度和压强均相等,且甲的密度大于乙的密度,则下列说法正确的是( )
A.甲的分子数比乙的分子数多
B.甲的物质的量比乙的物质的量少
C.甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小
D.甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小
10.(25-26高一上·福建莆田第十八中学·月考)在同温同压下,分别用如图所示的气体吹出体积相等的甲、乙两个气球,则这两个气球中气体的有关量之比(甲∶乙)正确的是
A.密度之比为1∶1 B.质量之比为3∶1
C.分子总数之比为1∶3 D.原子总数之比为2∶1
11.(2025山东青岛二中月考)现有14.4 g CO和CO2的混合气体,在标准状况下所占的体积约为8.96 L。将混合气体通入如图装置,最后收集在气球中。下列结论错误的是( )
A.原混合气体所含碳原子总数为0.8NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)
B.标准状况下,气球中收集到的气体体积为4.48 L
C.NaOH溶液增重8.8 g
D.原混合气体中CO和CO2的体积之比为1∶1
12.(25-26高一上·四川成都石室中学·期中)如图所示,气缸的总体积一定,内部被活塞隔成Ⅰ、Ⅱ两部分,活塞可以自由移动,也可以固定。100℃时向Ⅰ中充入64 g,Ⅱ中充入24 g,已知反应,则下列说法不正确的是
A.当活塞不再移动时,Ⅰ、Ⅱ两部分体积比为2:1
B.当活塞不再移动时,Ⅰ、Ⅱ两部分密度比为3:4
C.当活塞固定在气缸正中间,Ⅰ、Ⅱ两部分压强比为2:1
D.将气缸活塞去掉后,Ⅰ、Ⅱ中气体充分混合,混合气体对氢气的相对密度为88/3
13.(25-26高一下·湖北襄阳第四中学·期末)将一定量的碳单质在氧气中不完全燃烧,得到4.48 L(已折算为标准状况)和的混合气体,该混合气体对氢气的相对密度为15。下列有关说法正确的是
A.碳单质的质量为 B.碳单质燃烧时消耗了氧气
C.混合气体中比多 D.混合气体的平均摩尔质量为
14.同温同压下,有质量相同的CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体,下列有关说法错误的是( )
A.气体的体积由大到小的顺序是H2>CH4>O2>CO2>SO2
B.所含分子数由多到少的顺序是H2>CH4>O2>CO2>SO2
C.密度由大到小的顺序是SO2>CO2>O2>CH4>H2
D.所含电子数由多到少的顺序是CO2>SO2>CH4>O2>H2
15.(25-26高一上·山东枣庄薛城区·期中)物质的量是化学中常用的物理量。回答下列问题:
(1)下列物质中所含原子数最多的是__________(填序号)
A.1.204×1024个甲烷(CH4)分子 B.标准状况下33.6 LCO2
C.标准状况下1.8 L H2O D.2 mol CuSO4•5H2O
(2)同温同压下,150 mLX2气体与50 mLY2气体完全反应生成100 mL Z气体。Z的化学式为__________________。
(3)a mol H3PO4中含x个氧原子,则阿伏加德罗常数NA=________(用含a、x的代数式表示)。
(4)室温下,某固定容积的密闭容器由可移动的活塞隔成A、B两室,向A室充入一定量的H2、O2的混合气体,向B室充入1mol空气,此时活塞的位置如图。
①A室混合气体的物质的量为______ mol;若实验测得A室混合气体的质量为34 g,混合气体中H2的质量为_____________。
②若将A室中混合气体点燃,恢复到原来温度后,活塞停留在__________刻度处。
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第2讲 阿伏加德罗定律
重难目标
1.掌握阿伏加德罗定律核心内容,熟记同温同压、同温同容、同温同压同体积三类核心推论,理清气体体积、压强、物质的量、分子数目、摩尔质量、密度之间定量换算关系。
2.理解“四同定一同”判定逻辑,能结合温度、压强变量,区分单一变量、双变量气体体系,准确判断不同气体物理量比例关系。
3.运用分类思想拆解混合气体、反应前后气体体积变化、气体相对分子质量计算等综合情境,结合化学方程式定量计算,完成气体压强、体积、密度相关推导与计算。
考情分析
在近几年高考试卷中,阿伏加德罗定律相关考题常融合气体计算、化学平衡、气体制备综合考查,在气体定量类考点中占比约 35%~45%,是气体化学计算高频核心考点,命题具备以下特征:
载体实用化:多结合气体制备实验、工业气体分离、气体参与的可逆反应、燃烧定量分析等真实化学场景命题。
条件限定严谨化:题干明确标注恒温恒压、恒温恒容、标准状况等外界条件,搭配 “等体积”“等质量”“等物质的量” 等量限定信息。
逻辑推导隐蔽化:易设置反应前后气体分子数改变、混合气体平均密度、相对密度换算、不同气体摩尔质量对比等推导类陷阱,极易忽略温度、压强对气体体积的影响。
一、气体摩尔体积
1.在标准状况下的气体摩尔体积
(1)1个条件:必须为标准状况。非标准状况下,1 mol气体的体积不一定是22.4 L。因此在使用气体摩尔体积时。一定要看清气体所处的状态。
(2)1种状态:必须为气体,且任何气体均可,包括混合气体。如水、酒精、汽油、CCl4等物质在标准状况下不是气体。
(3)2个数据:“1 mol”“约22.4 L”。
2.气体摩尔体积的计算
①气体的物质的量n=。
②气体的密度ρ===。
③气体的微粒数N=n·NA=·NA。
④气体的质量m=n·M=·M。
3.求解气体摩尔质量“五”方法
(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=。
(2)根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA):M=。
(3)根据标准状况下气体的密度ρ: M=ρ×22.4(g·mol-1)。
(4)根据同温同压下气体的相对密度(D=ρ1/ρ2):M1/M2=D。
(5)对于混合气体,求其平均摩尔质量,上述计算式仍然成立;还可以用下式计算:M=M1×a%+M2×b%+M3×c%……a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。
二、阿伏加德罗定律及其推论
相同条件
结论
公式
语言叙述
同温同压
==
同温同压下,体积比等于物质的量之比,等于分子数之比
同温同容
==
同温同容下,压强比等于物质的量之比,等于分子数之比
同温同物质的量
=
同温同物质的量下,压强比等于体积的反比
同温同压
=
同温同压下,密度比等于摩尔质量之比
同温同压同体积
=
同温同压下,体积相同的气体,其摩尔质量与质量成正比
题型01 气体摩尔体积及相关计算
【典例1】(2025-2026高一上·安徽阜阳·期中)①标准状况下,6.02×1023个分子所占的体积约是22.4 L
②0.5 mol H2所占体积为11.2 L
③标准状况下,1 mol H2O的体积为22.4 L
④标准状况下,28 g CO与N2的混合气体的体积约为22.4 L
⑤各种气体的气体摩尔体积都约为22.4 L/mol
A.①③⑤ B.④ C.②④ D.①④
【答案】B
【解析】物质在标准状况下不一定是气体,①错误;没有说明H2所处状况,0.5 mol H2所占体积不一定为11.2 L,②错误;标准状况下,H2O不是气体,③错误;CO和N2的摩尔质量都为28 g/mol,28 g CO与N2的混合气体中气体总物质的量为=1 mol,在标准状况下的体积约为22.4 L,④正确;在标准状况下,各种气体的摩尔体积都约为22.4 L/mol,不在标准状况下不一定为22.4 L/mol,⑤错误。选B。
【对练1】下列说法中正确的是( )
A.在标准状况下,1 mol水的体积是22.4 L
B.1 mol任何气体体积均为22.4 L
C.在标准状况下,0.3 mol N2和0.7 mol O2混合气体总体积约为22.4 L
D.通常状况下,1 mol N2的体积约为22.4 L
【答案】C
【解析】A项水为液体,不适用气体摩尔体积;B项未指明气体所处的状况;C项混合气体共1 mol,在标准状况下,体积约为22.4 L,C正确;D项通常状况下,1 mol N2体积不是22.4 L。
【对练2】设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.标准状况下,11.2 L H2O含有的分子数为0.5NA
B.0.5 mol氯气在标准状况下的体积约为22.4 L
C.在常温常压下,11.2 L N2含有的分子数为0.5NA
D.25 ℃、1.01×105 Pa,48 g O3中含有的氧原子数为3NA
【答案】D
【解析】标准状况下,水不呈气态,则标准状况下,11.2 L H2O的物质的量不是0.5 mol,A项错误;0.5 mol氯气在标准状况下的体积约为22.4 L/mol×0.5 mol=11.2 L,B项错误;常温常压下,11.2 L氮气的物质的量小于0.5 mol,C项错误;48 g O3中含有氧原子的物质的量为48 g÷16 g/mol=3 mol,数目为3NA,D项正确。
题型02 阿伏加德罗定律及其推论
【典例2】(25-26高一上·河北承德金科大联考·期中)室温下,向活塞可移动的密闭容器两侧分别充入和、的混合气体(已知的体积占容器总容积的),如图所示。将、的混合气体点燃引爆,活塞先左弹,恢复至室温过程中活塞向右滑动,最终两侧气体体积比为。下列说法错误的是
A.反应前,活塞左侧气体与右侧气体总物质的量之比为
B.反应前,右侧和的分子数之比为
C.反应前后,容器内压强之比为
D.若反应前的体积占容器总容积的,则点燃引爆并恢复至室温后,两侧气体体积可能相等
【答案】B
【解析】A.相同温度、压强下,气体的物质的量之比等于体积之比,故反应前活塞左侧气体的物质的量与右侧气体的总物质的量之比为,A正确;
B.假设反应前,容器内气体体积为8V,和、的混合气体体积各为4V;反应后体积不变,仍为4V,或的剩余体积为V;若过量,则和的分子数之比为;若过量,则和的分子数之比为,B错误;
C.假设反应前,容器内和、的混合气体各4 mol,反应后仍为4 mol,或剩余1 mol,则反应前后压强比等于气体的总物质的量比,即,C正确;
D.若反应前的体积占容器总容积的,当和的物质的量之比为或时,点燃引爆并恢复至室温后,两侧气体体积相等,D正确;
故选B。
【对练1】如图所示,相同状况下,分别用氯化氢和四种不同的混合气体吹出体积相等的五个气球。A、B、C、D四个气球中所含原子数与氯化氢气球中所含原子数一定相等的是( )
【答案】C
【解析】相同状况下,五个气球的体积相同,则所含气体的物质的量相等,气体的分子数相同;HCl、N2、O2都为双原子分子,故C气球中所含原子数一定与HCl气球中所含原子数相同;而A气球中所含原子数会因Ar与O3的混合比例不同而变化,不一定与HCl气球中所含原子数相同;B、D气球中气体无论以怎样的比例混合,都大于HCl气球中所含原子数。
【对练2】(25-26高一上·重庆渝东九校·期中)相同条件下,在两个容积相同的容器中,一个盛有气体,另一个盛有和的混合气体。两容器内的气体一定具有相同的
A.原子数 B.分子数 C.质量 D.电子数
【答案】B
【解析】A.N2H4 中1个分子含6个原子;O2、CO中1个分子均含2个原子。分子数目相同,但单个分子原子数目不同,总原子数一定不等,A错误;
B.相同条件、相同容积,根据阿伏伽德罗定律:V、T相同,气体总物质的量n相等。 分子数N=nNA,因此分子总数一定相等,B正确;
C.M(N2H4 )=32 g/mol,M(O2)=32 g/mol,M(CO)=28 g/mol,混合气体平均摩尔质量随O2与CO比例变化,质量不一定等于N2H4,C错误;
D.N2H4每个分子有18个电子,O2每个分子中有16个电子,CO每个分子中有14个电子,混合气总电子数随配比改变,不一定相等,D错误;
故选B。
1.(25-26高一上·河北唐山玉田县·期中)相同状况下,相同质量的下列气体所占体积最大的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】相同状况下,气体摩尔体积为定值,由公式、可知:质量相同的气体,摩尔质量越小,物质的量越大,所占体积越大:
A.的摩尔质量为;
B.的摩尔质量为;
C.的摩尔质量为;
D.的摩尔质量为;
综上,的摩尔质量最小,故相同状况下,相同质量的的体积最大,故选C。
2.下列说法正确的是( )
A.32 g O2所占的体积约为22.4 L
B.22.4 L N2含有阿伏加德罗常数个氮气分子
C.在标准状况下,22.4 L水的质量约为18 g
D.22 g二氧化碳与标准状况下11.2 L HCl含有相同的分子数
【答案】D
【解析】A、B项,没有指明温度和压强,错误;C项,标准状况下,水不是气态,所以22.4 L水的物质的量不是 1 mol,故其质量不是18 g,错误;D项,22 g CO2的物质的量为0.5 mol,标准状况下11.2 L HCl的物质的量也是 0.5 mol,两种气体的物质的量相同,所以含有的分子数也相同,正确。
3.在同温同压下,相同体积的甲、乙两种气体的质量比是17∶14。若乙气体是CO,则甲气体可能是( )
A.H2S B.HCl
C.NH3 D.Cl2
【答案】A
【解析】同温同压下,同体积的甲乙两种气体物质的量相同,质量比是17∶14,根据m=nM可知,甲与乙的摩尔质量之比为17∶14,若乙气体是CO,则M(甲)∶28 g·mol-1=17∶14,故M(甲)=34 g·mol-1,各选项中只有H2S符合。
4.(24-25高一上·江苏南通中学·期中)雷雨天闪电时空气中有生成。下列说法正确的是
A.标准状况下与含有相同的分子数
B.与的相互转化是物理变化
C.转化为时分子总数增多
D.等质量的和含有相同的质子数
【答案】D
【解析】A.标准状况下的物质的量为,分子数为;的物质的量为,分子数为,二者分子数不同,A错误;
B.和是不同的物质,二者相互转化有新物质生成,属于化学变化,B错误;
C.转化为的反应为,反应后分子总数减少,C错误;
D.和均由氧原子构成,等质量的二者含有的氧原子物质的量相同,每个氧原子含8个质子,故二者含有相同的质子数,D正确;
故选D。
5.同温同压下等质量的SO2气体和CO2气体,下列有关比较的叙述正确的是( )
①密度比为16∶11 ②密度比为11∶16 ③体积比为16∶11 ④体积比为11∶16
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
【答案】B
【解析】同温同压下,====,故①正确;==,所以==,故④正确。
6.用NA表示阿伏加德罗常数,下列物质中所含分子数最多的是( )
A.1 g H2 B.2 mol Cl2
C.1.5NA CO2 D.22.4 L(标准状况)O2
【答案】B
【解析】1 g H2的物质的量为0.5 mol,1.5NA CO2的物质的量为1.5 mol,22.4 L(标准状况)O2的物质的量为1 mol,所以含分子数最多的是2 mol Cl2。
7.在一个密闭容器中盛有11 g X气体(X的摩尔质量为44 g·mol-1)时,压强为1×104 Pa。如果在相同温度下,把更多的气体X充入容器,使容器内压强增至5×104 Pa,这时容器内气体X的分子数约为( )
A.3.3×1025 B.3.3×1024
C.7.5×1023 D.7.5×1022
【答案】C
【解析】11 g X气体的物质的量n1==0.25 mol,由同温同体积下,=得=,n2=1.25 mol,N=1.25 mol×6.02×1023 mol-1≈7.5×1023。
8.(25-26高一上·山西大同灵丘豪洋中学等校·期中)在标准状况下有①6.72,②个分子,③,④。下列对这四种气体的关系描述错误的是
A.体积:②>③>①>④ B.原子数:②>③>④>①
C.质量:②>③>①>④ D.密度:①>④>③>②
【答案】D
【解析】标准状况下①的物质的量为,②个分子的物质的量为,③物质的量为。
A.同温同压下,体积之比等于物质的量之比,则体积:②>③>①>④,A正确;
B.同温同压下,分子数之比等于物质的量之比,结合各分子中原子个数,可知原子数:②>③>④>①,B正确;
C.①的质量为,②个分子的质量为,④的质量为,则质量:②>③>①>④,C正确;
D.同温同压下,密度之比等于相对分子质量之比,则密度:②>③>①>④,D错误;
故选D。
9.在两个密闭容器中,分别充有质量相等的甲乙两种气体。若两容器的温度和压强均相等,且甲的密度大于乙的密度,则下列说法正确的是( )
A.甲的分子数比乙的分子数多
B.甲的物质的量比乙的物质的量少
C.甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小
D.甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小
【答案】B
【解析】A项,通过分析可以知道甲气体的物质的量小于乙,则甲的分子数小于乙的分子数,错误;B项,由以上分析可以知道甲气体的物质的量小于乙,所以是正确的;C项,两容器的温度和压强均相同,则气体的Vm相等,错误;D项,同温同压下,两气体的密度之比等于其摩尔质量之比,由甲的密度大于乙的密度可以知道甲的相对分子质量大于乙的相对分子质量,错误。
10.(25-26高一上·福建莆田第十八中学·月考)在同温同压下,分别用如图所示的气体吹出体积相等的甲、乙两个气球,则这两个气球中气体的有关量之比(甲∶乙)正确的是
A.密度之比为1∶1 B.质量之比为3∶1
C.分子总数之比为1∶3 D.原子总数之比为2∶1
【答案】A
【解析】A.同温同压下,气体密度之比等于摩尔质量之比,和的摩尔质量均为,故密度之比为,A正确;
B.同温同压等体积的气体物质的量相等,根据,二者、均相等,故质量之比为,B错误;
C.分子总数与物质的量成正比,二者物质的量相等,故分子总数之比为,C错误;
D.二者物质的量相等,含原子,含原子,故原子总数之比为,D错误;
答案选A。
11.(2025山东青岛二中月考)现有14.4 g CO和CO2的混合气体,在标准状况下所占的体积约为8.96 L。将混合气体通入如图装置,最后收集在气球中。下列结论错误的是( )
A.原混合气体所含碳原子总数为0.8NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)
B.标准状况下,气球中收集到的气体体积为4.48 L
C.NaOH溶液增重8.8 g
D.原混合气体中CO和CO2的体积之比为1∶1
【答案】A
【解析】设混合气体中CO、CO2的物质的量分别为x mol、y mol,依据题意得①x mol+y mol=,②28 g/mol×x mol+44 g/mol×y mol=14.4 g,联立①②解得x=0.2,y=0.2。每个CO、CO2分子各含1个C原子,则混合气体所含碳原子总数为(0.2 mol+0.2 mol)×NA mol-1=0.4NA,A错误;CO2与NaOH溶液反应,气球中收集到的是0.2 mol CO,在标准状况下的体积为0.2 mol×22.4 L/mol=4.48 L,B正确;NaOH溶液吸收0.2 mol CO2,溶液增重0.2 mol×44 g/mol=8.8 g,C正确;原混合气体中CO和CO2的体积之比为0.2 mol∶0.2 mol=1∶1,D正确。
12.(25-26高一上·四川成都石室中学·期中)如图所示,气缸的总体积一定,内部被活塞隔成Ⅰ、Ⅱ两部分,活塞可以自由移动,也可以固定。100℃时向Ⅰ中充入64 g,Ⅱ中充入24 g,已知反应,则下列说法不正确的是
A.当活塞不再移动时,Ⅰ、Ⅱ两部分体积比为2:1
B.当活塞不再移动时,Ⅰ、Ⅱ两部分密度比为3:4
C.当活塞固定在气缸正中间,Ⅰ、Ⅱ两部分压强比为2:1
D.将气缸活塞去掉后,Ⅰ、Ⅱ中气体充分混合,混合气体对氢气的相对密度为88/3
【答案】B
【解析】向Ⅰ中充入64 g,Ⅱ中充入24 g,,。
A.活塞自由移动,平衡时两侧压强相等。I内:SO2(1 mol)不反应;II内总物质的量始终0.5 mol。恒温恒压下,体积之比 = 气体物质的量之比 ,VⅠ:VII=1:0.5=2:1,A正确;
B.根据公式:可得:,B错误;
C.在恒温恒容下压强之比等于气体物质的量之比,pI:pII=1:0.5=2:1,C正确;
D.将气缸活塞去掉后,Ⅰ、Ⅱ中气体充分混合后总物质的量不变,总质量m=64 g +24 g=88 g,总物质的量n=1 mol+0.5 mol=1.5 mol,平均摩尔质量:,相对氢气密度:,D正确;
故选B。
13.(25-26高一下·湖北襄阳第四中学·期末)将一定量的碳单质在氧气中不完全燃烧,得到4.48 L(已折算为标准状况)和的混合气体,该混合气体对氢气的相对密度为15。下列有关说法正确的是
A.碳单质的质量为 B.碳单质燃烧时消耗了氧气
C.混合气体中比多 D.混合气体的平均摩尔质量为
【答案】B
【解析】A.标准状况下4.48 L混合气体总物质的量为,碳的物质的量等于CO和的总物质的量,故碳单质质量为,A错误;
B.相同条件下气体密度之比等于摩尔质量之比,混合气体平均摩尔质量为,混合气体总质量为,根据质量守恒,消耗氧气质量为,B正确;
C.设CO物质的量为,物质的量为,列方程:、,解得,,的量比CO少,C错误;
D.根据相对密度计算,混合气体平均摩尔质量为,D错误;
故选B。
14.同温同压下,有质量相同的CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体,下列有关说法错误的是( )
A.气体的体积由大到小的顺序是H2>CH4>O2>CO2>SO2
B.所含分子数由多到少的顺序是H2>CH4>O2>CO2>SO2
C.密度由大到小的顺序是SO2>CO2>O2>CH4>H2
D.所含电子数由多到少的顺序是CO2>SO2>CH4>O2>H2
【答案】D
【解析】A项,根据n=可知,质量相同时,摩尔质量越大,物质的量越小,同温同压下气体的体积与物质的量成正比,质量相同的CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体的体积由大到小的顺序是H2>CH4>O2>CO2>SO2,正确;B项,根据n=可知,质量相同时,摩尔质量越大,物质的量越小,所含分子数越少,同温同压下,质量相同的CO2、H2、O2、CH4、SO2所含分子数由多到少的顺序是H2>CH4>O2>CO2>SO2,正确;C项,根据阿伏加德罗定律推论:同温同压下,密度之比等于摩尔质量之比,CO2、H2、O2、CH4、SO2五种气体的摩尔质量由小到大的顺序是H2<CH4<O2<CO2<SO2,故密度为H2<CH4<O2<CO2<SO2,正确;D项,分别取m g五种气体,则CO2、H2、O2、CH4、SO2所含电子的物质的量分别为×22、×2、×16、×10、×32,所含的电子数由多到少的顺序是H2>CH4>CO2=O2=SO2,错误。
15.(25-26高一上·山东枣庄薛城区·期中)物质的量是化学中常用的物理量。回答下列问题:
(1)下列物质中所含原子数最多的是__________(填序号)
A.1.204×1024个甲烷(CH4)分子 B.标准状况下33.6 LCO2
C.标准状况下1.8 L H2O D.2 mol CuSO4•5H2O
(2)同温同压下,150 mLX2气体与50 mLY2气体完全反应生成100 mL Z气体。Z的化学式为__________________。
(3)a mol H3PO4中含x个氧原子,则阿伏加德罗常数NA=________(用含a、x的代数式表示)。
(4)室温下,某固定容积的密闭容器由可移动的活塞隔成A、B两室,向A室充入一定量的H2、O2的混合气体,向B室充入1mol空气,此时活塞的位置如图。
①A室混合气体的物质的量为______ mol;若实验测得A室混合气体的质量为34 g,混合气体中H2的质量为_____________。
②若将A室中混合气体点燃,恢复到原来温度后,活塞停留在__________刻度处。
【答案】(1)C
(2)YX3或X3Y
(3)
(4) 2 2g 2
【解析】(1)A.原子总物质的量越大,所含原子数越多,,总原子物质的量;
B.,总原子物质的量;
C.标准状况下为液态,质量为,,总原子物质的量;
D.每个含21个原子,总原子物质的量,因此C所含原子数最多。
故答案选C。
(2)同温同压下气体体积比等于物质的量之比,故,反应方程式为,根据原子守恒,的化学式为。
(3)中氧原子的物质的量为,由得,解得。
(4)①同温同压下气体体积比等于物质的量之比,初始时,,故;设物质的量为,则物质的量为,由总质量得,解得,故质量。
②点燃发生反应,室温下水为液态,完全反应消耗,剩余为。反应后A、B气体物质的量之比为,体积比也为,容器总容积为6单位,故单位,活塞停在2刻度处。
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